【摘 要】
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土壤固碳是实现碳中和的有效方法之一,而土壤固碳的稳定性与土壤的理化性质、矿物组成、成土过程及其生态环境条件等密切相关。蒙古高原土壤有机碳（SOC）动态变化对区域及全球碳循环具有重要影响。本文以蒙古高原为研究对象,结合室内分析和GIS技术,从土壤理化性质、矿物组成、成土过程及其生态环境条件等视角,系统研究蒙古高原SOC横向及纵向分布特征及影响机制,借助冗余分析和随机森林模型,探究蒙古高原SOC空间异
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“基于沉积物化学计量特征演化的磷界面行为机制变化及效应研究（42167028）”； 内蒙古自治区青年科技领军人才计划项目（NJYT22092）； 内蒙古自治区自然科学基金杰出青年项目（2019JQ05）；
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土壤固碳是实现碳中和的有效方法之一,而土壤固碳的稳定性与土壤的理化性质、矿物组成、成土过程及其生态环境条件等密切相关。蒙古高原土壤有机碳（SOC）动态变化对区域及全球碳循环具有重要影响。本文以蒙古高原为研究对象,结合室内分析和GIS技术,从土壤理化性质、矿物组成、成土过程及其生态环境条件等视角,系统研究蒙古高原SOC横向及纵向分布特征及影响机制,借助冗余分析和随机森林模型,探究蒙古高原SOC空间异质性的驱动因子及机制,对揭示蒙古高原SOC短期的动态变化和长期的稳定机制具有重要意义,也为蒙古高原土壤碳源/汇功能评估及其转换机制研究提供基础的数据和理论支持。主要结果如下:1.研究区SOC含量范围为1.46-57.03g/kg,空间异质性大;土壤剖面上,SOC主要在表层富集,随土层深度增加而减小。2.研究区SOC与地形因子存在显著的依赖关系。SOC与海拔呈显著正相关（p＜0.01）,且表现出阴坡＞半阴坡＞阳坡＞半阳坡的分布规律;同时,坡度为5-8°的土壤SOC含量最高,其次是坡度0-5°和8-15°土壤。3.研究区气象因子具有显著的纬度地带性规律,SOC与太阳辐射量和年均温度显著负相关（p＜0.01）,与降雨量和干燥度(Id M)呈显著正相关（p＜0.01）,故SOC也表现出显著的纬度分异趋势。4.研究区三种草原类型土壤SOC含量排序为草甸草原＞典型草原＞荒漠草原,与物种丰富度（Simpson和Shannon-Wiener指数）趋势一致。5.从土壤质地和理化性质来看,不同土壤质地SOC含量排序为粉壤土＞砂质壤土＞壤质砂土;SOC与p H、盐基饱和度（BSP）显著负相关（p＜0.01）,与阳离子交换量（CEC）（p＜0.05）、土壤可溶性K+和Na+（p＜0.05）、土壤可溶性Ca2+和Mg2+（p＜0.01）显著正相关。6.研究区内不同土壤类型SOC含量排序为:栗钙土＞黑土＞黑钙土＞钙积土。土壤中不同提取态铁铝氧化物的含量序列为Fed＞Feo＞Fep和Ald＞Alo＞Alp,不同形态铁铝氧化物均与SOC含量呈显著正相关（p＜0.01）（游离态氧化铁除外）;此外,SOC与正长石含量负相关,与白云石、菱铁矿含量正相关。7.冗余分析和随机森林模型预测结果表明,成土因子、土壤理化属性及气象因子是蒙古高原SOC动态变化的主要解释因子,而地形因子和植被也具有重要作用,但对SOC的影响程度弱于前三类因子。
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